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고객들이 광섬유 연마 공정 개발에 대한 지침을 요청하는 경우가 많습니다.
고려해야 할 세부 사항이 많지만, 과정은 기본적으로 5단계로 요약됩니다.
이 글은 단일 섬유(MT가 아닌) PC 페룰에 초점을 맞추고 있다는 점에 유의하십시오. 제 조언의 상당 부분은 APC 커넥터 연마에도 적용되지만, 해당 커넥터는 추가적인 고려 사항이 필요합니다.
1단계. 목표, 특히 측정 기준과 공정 수율을 정의하십시오.
연마 공정을 개발할 때는 합격 기준과 목표 수율을 명확히 하고, 합격/불합격 결과를 정확하게 측정하고 정량화할 수 있어야 합니다. 예를 들어, 연마된 페룰이 Telcordia GR-326에 명시된 것과 같은 단면 형상 사양을 충족해야 하는지 여부를 고려해야 합니다. 또한, 거의 모든 연마된 광섬유 페룰 단면은 특정 외관 사양을 충족해야 합니다. 연마 결과가 합격인지 불합격인지 판단하는 데 어떤 기준을 사용할 것입니까?
연마 공정을 개발할 때, 초기 목표는 GR-326의 기하학적 요구 사항과 IEC 61300-3-35의 시각적 요구 사항을 충족하는 것이며, 최소 95%의 합격률을 기대하는 것이 좋습니다.
2단계. 필요한 장비를 모두 갖추었는지 확인하십시오.
물론, 처음부터 완전히 새로운 연마 장비를 사용하는 것이 가장 이상적입니다. 연마 장비의 치수(고정 장치와 기계 자체 모두)의 정밀도는 공정 성능을 결정하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 적절하게 유지 관리된 연마기는 수십 년 동안 사용할 수 있으므로 제조업체의 유지 관리 권장 사항을 반드시 따르십시오.
연마 지그는 사용량에 따라 마모 속도가 달라집니다. 아래 권장 사항을 따랐음에도 불구하고 (특히 Apex Offset 방식에서) 만족스러운 결과를 얻지 못하는 경우, 새 지그를 구매해야 할 가능성이 매우 높습니다.
고객이나 제품 설계에서 기하학적 사양을 충족해야 하는지 여부와 관계없이, 공정 개발 단계에서 간섭계를 사용하여 기하학적 형상을 측정하는 것이 매우 중요합니다. 간섭계는 고가의 장비(일반적으로 2만 달러 이상)이지만, 견고한 연마 공정을 개발하는 데 필수적입니다. 비용이 부담된다면 간섭계를 임대하거나 빌리는 방법을 고려해 보세요.
특히 육안 검사와 관련하여, 장비가 필요한 측정값을 정확하게 측정할 수 있는지 확인하십시오. 예를 들어, IEC 61300-3-35의 단일 모드 요구 사항을 충족해야 하는 경우, 현미경에 해당 사양에 정의된 고해상도 시스템이 있는지 확인하십시오. APC 페룰을 검사하는 경우, 현미경에 APC 어댑터가 있는지, 아니면 PC 어댑터만 있는지 확인하십시오. (안타깝게도 생산 라인에서 PC 어댑터를 사용하여 APC 페룰을 검사하는 경우가 꽤 흔한데, 이는 잘못된 방법입니다. APC 페룰의 단면이 현미경 광학계에 대해 각도를 이루면 전체 광섬유 단면이 제대로 초점을 맞출 수 없어 미세한 결함을 감지하기가 매우 어렵습니다.)
연마 공정을 개발할 때는 반드시 새 고무 연마 패드만 사용하십시오. 고무 패드는 연마 결과에 매우 중요한 역할을 하지만 종종 간과됩니다. 고무 패드 표면 전체에 걸쳐 균일한 경도(듀로미터)를 유지하는 것이 일관된 연마 결과를 얻는 데 매우 중요합니다. 고무의 경도는 시간이 지남에 따라 변하므로 고무 패드는 항상 주기적으로(최소 1년에 한 번) 교체해야 합니다.
3단계. 권장 절차에 따라 시험 가동을 실시하십시오.
파이버 옵틱 센터는 현재 가장 널리 사용되는 연마 플랫폼인 도마일(Domaille)과 세이코 기켄(Seikoh Giken) 연마기에 대한 권장 연마 절차를 제공합니다. 하지만 페룰 재질, 커넥터 설계, 심지어 기계/고정 장치의 크기에 따라 차이가 발생할 수 있으므로 권장 설정값을 일부 수정해야 할 수도 있습니다. 파이버 옵틱 센터에서 권장하는 연마 설정값을 시작점으로 활용하고, 결과에 따라 필요에 따라 수정할 시간을 확보하십시오.
4단계. 프로세스를 조정하려면 반경에 집중하는 것부터 시작하세요.
원하는 일관된 반경 값을 얻는 능력은 광섬유 연마 공정 개발에 매우 중요합니다. 반경은 제어해야 할 첫 번째 기하학적 매개변수입니다. 그 이유는 무엇일까요? 반경 값은 연마 압력의 일관성과 공정 중 제거된 페룰 재료의 양을 나타내는 탁월한 지표이기 때문입니다. 이 두 가지 요소는 외관 및 각도(특히 원뿔형 APC 페룰의 경우)를 포함한 모든 결과에 큰 영향을 미칩니다. 연마 후 모든 페룰의 반경이 동일하다는 것은 모든 페룰이 일관된 연마 조건을 거쳤다는 것을 의미합니다.
커넥터 그룹을 연마한 후 간섭계를 사용하여 기하학적 형상을 측정하고 반경 값에 집중하십시오. 대략적인 경험 법칙으로, 페룰 한 판에서 안정적인 반경 변동은 2mm 미만이어야 합니다. 변동이 2mm 이상인 경우 공정상의 문제이거나 연마 장비가 페룰에 불규칙적인 압력을 가하고 있을 가능성이 높습니다.
일반적으로 평균 반경 값이 작을수록 결과 편차가 줄어듭니다. 반경 규격의 중간이나 상단보다는 하단을 목표로 하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 반경 규격 범위가 7~25mm인 경우 18~20mm보다는 10~12mm를 목표로 하면 더 안정적이고 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.
반경 값을 줄이거나 늘리는 방법:
더 강한 압력을 가하거나 더 부드러운 고무 패드를 사용하면 반경 값을 줄일 수 있습니다.
압력을 줄이거나 더 단단한 고무 패드를 사용하면 반경 값을 늘릴 수 있습니다.
반경 값이 적절한 범위 내에 있다면, 또 다른 중요한 형상 매개변수인 정점(Apex, Apex Offset이라고도 함)을 살펴보세요. 이는 연마된 단면의 각도를 나타냅니다. 정점 값이 너무 크면 페룰이 너무 큰 각도로 연마되고 있다는 의미입니다. 다른 모든 조건이 동일하다면, 일반적으로 반경 값이 작을수록 정점 값이 더 좋아집니다. 따라서 평균 반경 값을 사양 범위의 하한선에 가깝게 유지하는 것이 좋습니다. 원하는 반경 값을 이미 설정했는데도 정점 값이 여전히 허용 범위를 벗어난다면, 연마 지그 또는 고무 패드가 마모되었을 가능성이 높습니다. 두 경우 모두 마모된 지그 또는 고무 패드를 교체하는 것이 유일한 해결책입니다.
5단계. 육안 검사를 실시합니다.
고객은 육안 검사를 요구할 것입니다. (당연히 광섬유가 파손된 커넥터를 출하할 수는 없습니다.) 원하는 형상 값을 얻은 후, 단면의 외관을 측정하여 두 가지 유형의 결함, 즉 움푹 패인 자국과 긁힘 자국을 찾으십시오. 일반적으로 움푹 패인 자국은 중간(다이아몬드) 연마 단계에서 시간을 늘리면 해결할 수 있습니다. 미세한 긁힘 자국이 다량으로 지속적으로 나타나는 경우("스케이트장" 모양)는 최종 연마 단계에서 시간이나 압력이 부족했을 가능성이 높습니다. 간헐적으로 몇 개의 긁힘 자국이 나타나는 것은 세척이 불충분하여 오염되었을 가능성이 높습니다.
연마 공정을 개발할 때, 파손된 섬유, 코어 균열, 섬유가 보이지 않는 현상 등과 같은 주요 시각적 결함을 신중하게 평가해야 합니다. 많은 경우, 이러한 결함의 원인은 연마 공정 자체보다는 절단, 제품 취급, 경화 온도 등과 관련이 있습니다. 이러한 결함은 분명히 존재하며 수정해야 하지만, 연마 공정을 통해 큰 섬유 결함을 제거하려고만 해서는 안 됩니다. 연마 공정에 의존하는 것은 시간, 비용 및 공정의 불안정성만 증가시킬 뿐입니다. 따라서 결함 발생을 예방하는 것이 근본적인 해결책이 될 수 있습니다.
마지막으로 드리고 싶은 말씀은 다음과 같습니다.
세척은 매우 중요합니다. 연마 과정은 나무를 사포질하는 것과 유사하게 재료를 제거하는 작업입니다. 오염을 방지하려면 매 연마 단계마다 고정 장치와 페룰을 철저히 세척해야 합니다. 오염은 긁힘을 유발하고 시각적 결과에 부정적인 영향을 미칩니다.
사후 조치가 아닌 예방 조치에 집중하십시오. 광섬유 연마 공정을 개발할 때 통계적 공정 관리 시스템을 구현하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 시간이 지남에 따라 고무 패드와 고정 장치가 마모되고 수율이 저하되기 시작합니다. 데이터를 기록하고 추적하며 적극적으로 분석하십시오. 이렇게 하면 문제가 발생한 후에 해결하는 것이 아니라 문제를 예방할 수 있습니다. 추세를 관찰하고 예방 조치를 취하면 지속적으로 높은 수율을 얻을 수 있습니다.
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